纳米碳酸钙生产技术18

1、主要内容主要内容 231纳米碳酸钙生产概述纳米碳酸钙生产概述4一、纳米碳酸钙生产概述一、纳米碳酸钙生产概述v碳酸钙，最大的无机盐产业之一，也是一种用量最大、用途最广的新型无机碳酸钙，最大的无机盐产业之一，也是一种用量最大、用途最广的新型无机填料。填料。轻质碳酸钙亦称沉淀碳酸钙（轻质碳酸钙亦称沉淀碳酸钙（precipitated calcium carbonate, precipitated calcium carbonate, 简称简称pccpcc）由于原料广、价格低、无毒性、白度高，广泛用作橡胶、塑料、造纸、涂料、由于原料广、价格低、无毒性、白度高，广泛用作橡胶、塑料、造纸、涂料、油漆、电线

2、、电缆、油墨、电焊条、有机合成、医药、食品、日化、饲料等油漆、电线、电缆、油墨、电焊条、有机合成、医药、食品、日化、饲料等行业的填料和添加剂。行业的填料和添加剂。v用途不同对用途不同对cacocaco3 3的粒径、晶形、表面改性等有不同的要求。因而的粒径、晶形、表面改性等有不同的要求。因而cacocaco3 3已成已成为一种系列化的产品，如日本白氏公司生产的为一种系列化的产品，如日本白氏公司生产的“白燕华白燕华”系列就有好几十种系列就有好几十种品种。不同品种应用范围不同，性能相差很大，价格也十分悬殊，从品种。不同品种应用范围不同，性能相差很大，价格也十分悬殊，从8008001000010000

3、元元/t /t不等。不等。v近年来，由于近年来，由于cacocaco3 3产品粒子的超细化，晶体形状的多样化以及表面改性技术产品粒子的超细化，晶体形状的多样化以及表面改性技术的发展，提高了的发展，提高了cacocaco3 3产品的应用价值，拓展了产品的应用价值，拓展了cacocaco3 3产品的应用领域。产品的应用领域。1、碳酸钙产品的分类、碳酸钙产品的分类 专门用途专门用途 晶形分类晶形分类 粒径分类粒径分类 橡胶专用钙橡胶专用钙 无规则体无规则体 微粒钙微粒钙 5m 塑料专用钙塑料专用钙 纺锤体纺锤体 微粉钙微粉钙 15m 涂料专用钙涂料专用钙 立方体立方体 微细钙微细钙0.11m 油墨专

4、用钙油墨专用钙 针状体针状体 超细钙超细钙20100nm 造纸专用钙造纸专用钙 链状体链状体 超微细钙超微细钙20nm 食品专用钙食品专用钙 球形体球形体 纳米钙纳米钙1100nm 药典专用钙药典专用钙 片状体片状体 生物专用钙生物专用钙 无定型体无定型体 3、不同晶形碳酸钙的特点、不同晶形碳酸钙的特点晶形导向剂晶形导向剂晶体特征晶体特征应用领域应用领域纺锤体纺锤体 h2o2小纺锤，长径比34 1001000nm，造纸造纸，橡胶、塑料、涂料、胶粘剂等立方体立方体 硫酸盐、多聚磷酸钠等5100nm，粒度均匀、分散性好、吸油值较低 塑料、油墨、高档涂料、纸张、pet薄膜 、硅橡胶制品 针状体针状体

5、 焦磷酸钠、氯化锶、硫酸钠 晶须状，长径比10的单晶纤维材料 橡胶填充剂 等链状体链状体 六偏磷酸钠、edta与氯化铝、顺丁稀二酸；alcl3 平均粒径10100nm，长径比为1:550 橡胶中补强性能最好的纳米碳酸钙产品 球形体球形体 硅酸钠、zncl2和c18h29so3na 40100nm造纸造纸片状体片状体 磷酸三丁酯和硼砂 、有机膦 厚度100nm、平面1020m 造纸造纸无定型体无定型体 低温复分解反应 、caoch3ohco2体系 比表面积高达600m2/cm3，溶解性好 食品、饮料、药品中的钙源添加剂 4、碳酸钙粒度划分、尺寸范围及检测手段、碳酸钙粒度划分、尺寸范围及检测手段

6、5、碳酸钙的主要技术指标、碳酸钙的主要技术指标v沉降体积初步表示碳酸钙粒度的大小沉降体积初步表示碳酸钙粒度的大小v吸油值大小判断产品结构吸油值大小判断产品结构v用亲水性和疏水性判断是否活化用亲水性和疏水性判断是否活化v 用比表面积判断是否微细用比表面积判断是否微细 v 采用白度仪测定白度采用白度仪测定白度v碳酸钙的吸油量与其颗粒间的空隙及其表面性能、比表面积有关。颗碳酸钙的吸油量与其颗粒间的空隙及其表面性能、比表面积有关。颗粒大、粒度分布均匀、表面光洁的产品，比表面积小，吸油值低；反粒大、粒度分布均匀、表面光洁的产品，比表面积小，吸油值低；反之，则吸油值高；活性钙吸油值远小于普通碳酸钙。吸油值

7、大小与应之，则吸油值高；活性钙吸油值远小于普通碳酸钙。吸油值大小与应用性能的关系：用性能的关系：v应用于塑料、涂料、油墨的纳米碳酸钙的吸油值应尽可能小。其吸应用于塑料、涂料、油墨的纳米碳酸钙的吸油值应尽可能小。其吸油值过大，就会增加产品黏度。因此，必须进行改性处理，以显著降油值过大，就会增加产品黏度。因此，必须进行改性处理，以显著降低其吸油值。低其吸油值。v 应用于橡胶、造纸领域的纳米碳酸钙的吸油值应在确保分散性能的应用于橡胶、造纸领域的纳米碳酸钙的吸油值应在确保分散性能的前提下尽可能大，因为吸油值大则意味着碳酸钙填料与橡胶、纸张基前提下尽可能大，因为吸油值大则意味着碳酸钙填料与橡胶、纸张基质

8、之间的附着力增大，从而发挥其补强增韧特性。质之间的附着力增大，从而发挥其补强增韧特性。v 在塑料、涂料、油墨等应用领域，纳米碳酸钙的吸油值越低越好。在塑料、涂料、油墨等应用领域，纳米碳酸钙的吸油值越低越好。 v作为纳米碳酸钙产品，首先考虑的是其粒径大小，其次是分散性能作为纳米碳酸钙产品，首先考虑的是其粒径大小，其次是分散性能如何，在此基础上再考虑如何降低其吸油值，只有这样才有实际意义。如何，在此基础上再考虑如何降低其吸油值，只有这样才有实际意义。假如其分散性不好，二次粒子团聚很历害，其比表面积会很小，这时，假如其分散性不好，二次粒子团聚很历害，其比表面积会很小，这时，即使其吸油值很低，在应用时

9、也没有什么实际意义。即使其吸油值很低，在应用时也没有什么实际意义。6、普通轻钙、活性轻钙、专用纳米钙、普通轻钙、活性轻钙、专用纳米钙的主要质量控制指标比较的主要质量控制指标比较 项目项目普通轻钙普通轻钙活性轻钙活性轻钙专用纳米碳酸钙专用纳米碳酸钙干法活化干法活化湿法活化湿法活化橡塑专用钙橡塑专用钙树脂油墨专用钙树脂油墨专用钙caco3含量含量/%989690白度白度/%9392959585水分水分%0.40.350.50.51.5125m筛余物筛余物/%0.0010.0020.0010.005细度细度15mph值值9.010.59.010.09.010.59.010.59.010.5沉降体积或

10、粒径沉降体积或粒径2.42.8ml/g-2.42.8ml/g50100nm3070nm盐酸不溶物盐酸不溶物/%0.10.10.010.010.01fe含量含量/%0.050.050.010.010.01mn含量含量/%0.0050.0050.0010.0010.001v石灰烧制：石灰烧制： v消化反应：消化反应：cao+h2o ca(oh)2 + q2v碳化反应：碳化反应：ca(oh)2 + co2 caco3 + q32qcocaoco23ca3纳米碳酸钙生产的工艺流程纳米碳酸钙生产的工艺流程纳米碳酸钙与普通轻钙和活性轻钙的工艺比较纳米碳酸钙与普通轻钙和活性轻钙的工艺比较 v从普通轻钙，到活

11、性轻钙，再到活性纳米钙，其工艺流程的变化从普通轻钙，到活性轻钙，再到活性纳米钙，其工艺流程的变化规律总的来说是越来越复杂，主要区别在于：规律总的来说是越来越复杂，主要区别在于：v 设备方面，纳米钙多了制冷设备、活化设备、沉降槽、解聚设备方面，纳米钙多了制冷设备、活化设备、沉降槽、解聚分散机等。分散机等。v 添加剂方面，纳米钙多了晶形导向剂、分散剂、活性剂。添加剂方面，纳米钙多了晶形导向剂、分散剂、活性剂。v 对原料的要求不同，纳米钙要求生石灰品质高；工艺用水要对原料的要求不同，纳米钙要求生石灰品质高；工艺用水要求较高，普通轻钙可用回收过滤清液均可。求较高，普通轻钙可用回收过滤清液均可。v 普通

12、轻钙生产中，工艺用水可以全部实现循环利用，而单纯普通轻钙生产中，工艺用水可以全部实现循环利用，而单纯的纳米钙工艺用水是不能循环使用的，其过滤清液往往必须排放，的纳米钙工艺用水是不能循环使用的，其过滤清液往往必须排放，容易造成污染。容易造成污染。普通轻钙、活性轻钙和活性纳米钙的普通轻钙、活性轻钙和活性纳米钙的工艺条件比较工艺条件比较 序号序号工艺条件工艺条件普通轻钙普通轻钙活性轻钙活性轻钙纳米活性钙纳米活性钙1石灰性能石灰性能轻烧、中烧、过烧轻烧、中烧、过烧轻烧、中烧、过烧轻烧、中烧、过烧轻烧轻烧2工艺用水工艺用水清水、循环滤液清水、循环滤液清水、循环滤液清水、循环滤液清江水或软水清江水或软水3

13、工艺水温度工艺水温度常温常温常温或稍热常温或稍热50704晶形导向剂晶形导向剂无无无无一般需要一般需要5碳化温度碳化温度无需控制无需控制适当控制适当控制严格控制严格控制6浆液浓度浆液浓度几乎不控制几乎不控制适当控制适当控制严格控制严格控制7co2浓度浓度几乎不控制几乎不控制适当控制适当控制严格控制严格控制8活性剂活性剂无无必须必须必须必须9干燥温度干燥温度60070030012015010解聚分级解聚分级无无必须必须必须必须纳米钙与普通轻钙的性能比较纳米钙与普通轻钙的性能比较 项目项目普通轻钙普通轻钙纳米碳酸钙纳米碳酸钙一次粒径一次粒径1m0.1m晶形晶形纺缍体纺缍体晶形可控晶形可控caco3含量含量98%90%表面改性与否表面改性与否否否是是分散性分散性较差较差分散难度大，对应用分散设备要求高分散难度大，对应用分散设备要求高吸油值吸油值较高较高较低且可调控较低且可调控流动性流动性较差较差较好较好疏水性疏水性较差较差较好较好作用作用填充剂填充剂填充剂、补强剂、活性剂等功能填充剂填充剂、补强剂、活性剂等功能填充剂v可见，纳米钙与普通轻钙不仅表现在碳酸钙粒子可见，纳米钙与普通轻钙不仅表现在碳酸钙粒子大小的的差别，还表现在是否进行表面改性、晶大小的的差别，还表现在是否进行表面改性、晶形是否可控